Detectan el flujo de energía más poderoso proveniente de un cuásar

La imagen de la izquierda muestra la ilustración artística sobre la porción central de la galaxia que hospeda al cuásar SDSS J135246.37+423923.5 observado en longitudes de onda ópticas. La imagen a la derecha muestra la misma ilustración, pero en longitudes de onda infrarrojas. Crédito: Observatorio Gemini/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld.

Un equipo de astrónomos dio a conocer el viento más poderoso de un cuásar utilizando observaciones del Observatorio Internacional Gemini, un programa de NOIRLab de NSF. Este poderoso flujo de salida se está moviendo hacia su galaxia anfitriona a casi el 13% de la velocidad de la luz y proviene de un cuásar conocido como SDSS J135246.37+423923.5, ubicado a unos 60 mil millones de años luz de la Tierra.

“Si bien los vientos de alta velocidad se han observado previamente en los cuásares, estos han sido ligeros y tenues, con una cantidad relativamente pequeña de masa”, explicó Sarah Gallagher, astrónoma de la Universidad de Western (Canadá) y la encargada de dirigir las observaciones con el telescopio Gemini Norte en Hawái. “El flujo de salida de este cuásar se extiende a lo largo de una enorme cantidad de masa a velocidades increíbles. Este viento es increíblemente poderoso y no sabemos cómo el cuásar puede lanzar algo tan considerable”, agregó la investigadora.

Además de medir el flujo de salida de SDSS J135246.37+423923.5, el equipo también pudo inferir la masa del agujero negro supermasivo que alimenta el cuásar. Este monstruoso objeto es 8,6 mil millones de veces más grande que el Sol. Tiene aproximadamente 2 mil veces la masa del agujero negro que hay en el centro de nuestra Vía Láctea, y es un 50% más masivo que el conocido agujero negro en la galaxia Messier 87, cuya imagen fue la primera de la historia en revelar la sombra de este tipo de objetos.

De acuerdo a los resultados de la investigación, el cuásar estudiado tiene el récord del viento cósmico de cuásar más energético que los reportados recientemente en un estudio de 13 cuásares.

A pesar de su flujo masivo y enérgico, el descubrimiento de esta gigantesca central eléctrica permaneció dormida en un registro de cuásares durante 15 años antes que la combinación de datos de Gemini y el innovador método de modelado por computadora del equipo, permitiera su estudio en detalle.

“La verdad es que nos sorprendió. Este no es un nuevo cuásar, pero nadie sabía lo increíble que era hasta que el equipo obtuvo los espectros de Gemini”, explicó Karen Leighly, astrónoma de la Universidad de Oklahoma y una de los líderes científicos de este investigación. “Estos objetos eran demasiado difíciles de estudiar antes de que nuestro equipo desarrollara la metodología y obtuviera los datos que necesitábamos. Ahora parece que podrían ser el tipo de cuásares ventosos más interesantes para estudiar”, concluyó Leighly.

Los cuásares son un tipo de objeto astrofísico extraordinariamente luminoso que reside en los centros de galaxias masivas. Se trata de un agujero negro supermasivo rodeado por un brillante disco de gas que puede eclipsar a todas las estrellas en su galaxia anfitriona. Además, los cuásares también pueden impulsar vientos cósmicos lo suficientemente potentes como para influir en galaxias enteras.

“Algunos vientos impulsados ​​por un cuásar tienen suficiente energía para barrer el material que una galaxia necesita para formar estrellas y así apagar la formación de estrellas”, explica Hyunseop (Joseph) Choi, un estudiante graduado de la Universidad de Oklahoma y el primer autor del artículo científico sobre este descubrimiento. “Estudiamos un cuásar particularmente ventoso, SDSS J135246.37+423923.5, cuyo flujo de salida es tan grueso que es difícil detectar la firma del cuásar en las longitudes de onda visibles”.

A pesar de la obstrucción visual producida por los poderosos vientos del cuásar, el equipo pudo obtener una visión clara de él utilizando el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano de Gemini (GNIRS) en Gemini Norte, con lo que lograron observar el objeto en longitudes de onda infrarrojas. Luego, utilizando una combinación de espectros de alta calidad de Gemini y un enfoque pionero de modelado por computadora, los astrónomos descubrieron la naturaleza del flujo de salida del objeto, lo que demostró ser notablemente más potente que cualquier flujo de cuásar medido antes.

El descubrimiento del equipo plantea preguntas importantes, y también sugiere la posibilidad de otros cuásares similares esperando ser descubiertos.

“Este extraordinario descubrimiento fue posible gracias a los recursos proporcionados por el Observatorio Internacional Gemini, y abre nuevas oportunidades para explorar el Universo en los próximos años”, precisó Martin Still, director del programa de astronomía de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, que financia el Observatorio Gemini como parte de una colaboración internacional.

El estudio “Discovery of a Remarkably Powerful Broad Absorption Line Quasar Outflow in SDSS J135246.37+423923.5” fue publicado el 1 de marzo de 2020 en The Astrophysical Journal.

Fuente: NOIRLab